溶出是指藥物活性成分從片劑和膠囊劑等普通制劑在特定條件下溶出的速率和程度,對于緩釋制劑、控釋制劑和腸溶制劑等,該過程也稱為釋放。

 

口服給藥后,藥物必須從制劑中溶出/釋放出來,才可以被機體吸收并發(fā)揮作用,結(jié)合藥物的生物藥劑學(xué)(biopharmaceuticalclassificationsystem,BCS)分類,體外溶出實驗通常被認(rèn)為可預(yù)測藥物的體內(nèi)行為和生物利用度情況。

 

在藥物制劑研發(fā)階段,通過溶出測試評估制劑穩(wěn)定性;監(jiān)控處方和工藝參數(shù)等關(guān)鍵因素變化對終產(chǎn)品的影響;藥物批準(zhǔn)上市后,溶出檢查則可以保障生產(chǎn)過程可控和藥物產(chǎn)品質(zhì)量可靠。

 

在藥物的開發(fā)周期內(nèi),隨著體內(nèi)和體外研究經(jīng)驗和數(shù)據(jù)的積累,溶出方法將不斷地被重新評估和完善,并在實現(xiàn)合理的簡化后,用于終產(chǎn)品的日常質(zhì)量控制。

 

溶出檢查的最終目的是反映和控制藥物制劑的體內(nèi)溶出/釋放行為。因此,無論在藥物產(chǎn)品的開發(fā)階段還是常規(guī)的質(zhì)量控制階段,均應(yīng)使溶出方法具有一定的體內(nèi)外相關(guān)性。

 

然而當(dāng)前有部分溶出方法并未充分考慮IVIVC,使其僅僅成為藥物體外的一種質(zhì)量控制手段,不能真實反映藥物體內(nèi)釋放情況。

 

對于某些特殊劑型(緩釋制劑等)或特殊藥物(治療窗較為狹窄),其釋藥特性與其有效性和安全性密切相關(guān),體外釋放檢查必須準(zhǔn)確反映和控制藥物體內(nèi)釋放情況,對于該類藥物,建立具有體內(nèi)外相關(guān)性的溶出檢查方法和溶出度標(biāo)準(zhǔn)意義重大。

 

建立一種溶出度實驗方法,需要考慮多方面因素。首先,應(yīng)集中評估藥物的物理化學(xué)性質(zhì)及制劑學(xué)特征,以選擇恰當(dāng)?shù)娜艹鼋橘|(zhì)和溶出裝置;其次,通過體外不同溶出方法的摸索和對比,確定合適的溶出條件,使其不僅能夠一定程度上反映藥物的體內(nèi)溶出環(huán)境及溶出行為,還能區(qū)分不同質(zhì)量屬性的藥物;最后,需對所建立的溶出方法實施驗證,確保其準(zhǔn)確可靠,并具有一定的耐用性。

 

1  對藥物活性成分和劑型特征的考察

 

建立溶出方法前,應(yīng)對藥物活性成分的物理化學(xué)性質(zhì)進行研究和考察,包括其同質(zhì)多晶型、粒子大小和分布等,了解藥物的濾膜濾過性及在不同介質(zhì)和pH條件下的溶解度和穩(wěn)定性,并結(jié)合藥物的制劑學(xué)特征,合理地選擇溶出裝置、溶出介質(zhì)及用量等。

 

1.1  過濾性考察

 

溶出樣品的過濾處理,對于取得準(zhǔn)確的實驗結(jié)果至關(guān)重要。過濾的目的是將未溶解的藥物或輔料從溶液中去除,防止未溶出的藥物顆粒繼續(xù)溶解導(dǎo)致實驗偏差。

 

過濾性考察應(yīng)重點研究不同材質(zhì)和規(guī)格的過濾材料對藥物的吸附性、濾過性及樣品的前處理方法等,以確定合適的過濾條件。

 

1.2  測試原料藥在不同介質(zhì)中的溶解度和穩(wěn)定性

 

不同溶出介質(zhì)的pH、緩沖體系、表面活性劑(針對水難溶性藥物的制劑)對原料藥的溶解度和穩(wěn)定性往往有不同的影響。

 

溶解性是通過測試藥物在不同溶出介質(zhì)中的飽和溶解度得出的。通常情況下,不用有機溶劑作為溶出介質(zhì),但對于某些特殊藥物,在合理論證后可以考慮使用。

 

Vignaduzzo等開發(fā)芬苯達唑−吡喹酮復(fù)方膠囊的溶出度實驗方法,分別考量芬苯達唑和吡喹酮在水、二甲基甲酰胺、甲醇和乙醇等溶劑中的溶解情況,發(fā)現(xiàn)兩藥在水中的溶解性均很差,加入十二烷基硫酸鈉(SLS)不能得到明顯改善,最終選擇了水−醇混合液作為溶出介質(zhì)。

 

穩(wěn)定性也應(yīng)重點考察,deSouzaAnselmo等分別選用Tween-80和SLS兩種表面活性劑對難溶性藥物葉黃素片進行溶出研究,相比Tween-80,SLS明顯影響葉黃素的穩(wěn)定性。

 

推測原因,SLS是陰離子表面活性劑,其所攜帶的電荷可以促進葉黃素分子的氧化,從而加速其降解。

 

1.3  確定溶出介質(zhì)及用量

 

溶出介質(zhì)對藥物的溶出行為有重要的影響,溶出方法建立中應(yīng)重點關(guān)注溶出介質(zhì)的選擇。介質(zhì)的成分和體積是依據(jù)藥物的溶解度和穩(wěn)定性實驗、藥物制劑的制劑學(xué)特征和預(yù)期的體內(nèi)溶出環(huán)境而確定的。

 

常用的溶出介質(zhì)見表1,一般采用pH1.2～6.8的水性介質(zhì),特殊情況下,可采用高pH(一般不超過pH8.0)的溶出介質(zhì)。

 

 

建立溶出方法,要求實現(xiàn)藥物溶出的漏槽條件,所謂漏槽條件是指溶出介質(zhì)用量至少達到使制劑中原料藥飽和溶解所需介質(zhì)體積的3倍,一般為500、900或1000mL。

 

對于某些水難溶性藥物,需要較大用量的表面活性劑或較大體積的溶出介質(zhì)以實現(xiàn)漏槽條件,而這樣往往會失去溶出方法的生物相關(guān)性。

 

這種情況下,在合理論證后使用非漏槽條件也是可行的。一般不用純水作溶出介質(zhì),因為其pH值和表面張力較難控制。

 

膠囊劑在貯存過程中,囊殼明膠可能發(fā)生交聯(lián)形成膜殼,必要時需向介質(zhì)中加入胃蛋白酶或胰酶,便于藥物溶出。

 

近年來,一些生物相關(guān)介質(zhì)越來越多地應(yīng)用到藥物的溶出研究中,如人工胃液和人工腸液等(表2、3)。

 

 

 

不同類型人工胃液或人工腸液的組成和配制方法各不相同,其可以分別模擬空腹和進食狀態(tài)下胃/腸液的組成、滲透壓和生理pH,如空腹和進食兩種狀態(tài)下的胃液,pH存在顯著的差異。

 

將該類介質(zhì)用于藥物溶出研究,可以考察不同飲食狀態(tài)對于藥物溶出行為的影響,更好地反映體內(nèi)的實際生理條件。

 

雖然漏槽條件對于藥物的溶出有重要的意義,但當(dāng)前采用非漏槽條件的生物相關(guān)介質(zhì)進行溶出研究正逐漸成為趨勢。

 

1.4  溶出儀器的選擇

 

溶出儀器主要是依據(jù)藥物制劑本身的因素和體外溶出特性選擇的,通常應(yīng)選用藥典收載的溶出裝置。

 

對于固體制劑,中國藥典(ChP)收載了轉(zhuǎn)籃法、槳法、小杯法、槳碟法和轉(zhuǎn)筒法共5種溶出方法,其中籃法和槳法的裝置簡單、標(biāo)準(zhǔn)化程度高,適用于大部分口服制劑;小杯法可視為槳法,適用于低劑量規(guī)格的固體制劑。

 

美國藥典(USP)則收載了籃法、槳法、往復(fù)筒法、流通池法、槳碟法、轉(zhuǎn)筒法和往復(fù)架法共7種溶出方法。

 

優(yōu)先選用籃法和槳法,對于這兩種方法不適用的藥物制劑可采用往復(fù)筒法或流通池法等。往復(fù)筒法除了用于常規(guī)制劑外,還用于咀嚼片和非崩解劑等。

 

流通池法的應(yīng)用優(yōu)勢在于緩控釋制劑和活性成分溶出度有限的速釋制劑等,值得注意的是,該方法所提供的液流沖擊作用比較微弱,使其不適用于黏度大、對機械攪拌作用依賴性高的藥物制劑。

 

常見溶出裝置的主要特征及適用劑型見表4。

 

 

從生理學(xué)角度考慮,口服藥物進入體內(nèi)后的崩解/溶出及轉(zhuǎn)運和吸收是一個動態(tài)連續(xù)、同時進行的過程,若能通過體外溶出檢查同時模擬這些生理過程,便可實現(xiàn)藥物溶出/跨膜吸收的同步評價。

 

常規(guī)的溶出模式在藥物溶出/吸收的同步評價方面尚存在很多不足,需要進行適當(dāng)?shù)母倪M以實現(xiàn)更好的生物相關(guān)性,如基于槳法或籃法的體外雙相溶出模式理論上可以同步模擬藥物溶出/轉(zhuǎn)運過程;或選用能全面模擬胃腸道生理結(jié)構(gòu)和功能的新型仿生溶出系統(tǒng),以更好地預(yù)測藥物的體內(nèi)溶出/吸收情況。但選用該類裝置時,應(yīng)對其合理性做出說明。

 

2  溶出度方法的建立

 

建立溶出方法,首先應(yīng)確定藥物的BCS分類,特別是對于速釋制劑。根據(jù)藥物的劑型特征,判斷藥物進入體內(nèi)后將遇到的生理環(huán)境,盡可能使體外的溶出條件模擬體內(nèi)的生理介質(zhì)、生理pH和胃腸蠕動等,確立體內(nèi)相關(guān)性最大的溶出條件。

 

溶出方法建立的過程包括對溶出介質(zhì)的選擇和攪拌速率的摸索、采樣時間點/采樣方式的設(shè)置和對溶出過程的評估等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

 

2.1  脫氣

 

某些藥物制劑對于介質(zhì)中溶解的氣體較為敏感,當(dāng)有氣泡出現(xiàn)在藥物制劑或籃網(wǎng)上時,可能妨礙藥物溶出。

 

此外,氣泡可以導(dǎo)致藥物顆粒緊貼在儀器壁上,減少藥物與介質(zhì)的接觸面積,可能降低溶出速率;黏附在藥物制劑上的氣泡則會增加藥物的浮力,可能增加溶出速率。低溶解度的藥物對于氣泡的干擾尤為敏感。因此,必要時需對介質(zhì)進行脫氣處理。

 

常用的脫氣方法包括加熱、過濾或真空抽濾等。當(dāng)確定了合適的脫氣方法,應(yīng)將其記錄為溶出方法的一部分。

 

2.2  沉降裝置

 

某些藥物制劑(尤其是膠囊劑)在溶出介質(zhì)中容易上浮,這種問題在建立溶出方法時應(yīng)予以考慮。

 

沉降裝置被用來調(diào)節(jié)藥物所受的浮力,通常用在槳法中防止藥物上浮,保證其正常溶出。同樣,沉降裝置也用于易黏在溶出杯上的片劑等。常見的沉降裝置見圖1。

 

 

2.3  攪拌速度

 

體外機械攪拌可以有效地模擬體內(nèi)胃腸道生理蠕動和食物對藥物的摩擦作用等。對于多數(shù)藥物制劑,溶出實驗應(yīng)在溫和的條件下進行(表4),以保證溶出方法的區(qū)分性。

 

對于籃法和槳法,攪拌太慢或太快(25～150r·min-1之外的攪拌速度)均會導(dǎo)致混合作用不一致。

 

如果要建立IVIVC,通過減少或增加儀器轉(zhuǎn)速可以使溶出數(shù)據(jù)更好地反映藥物的體內(nèi)行為也是可行的,但要控制方法的變異性。往復(fù)筒法的攪拌作用受筒體往復(fù)運動和樣品在介質(zhì)中相對運動的影響。

 

流通池法中,溶出介質(zhì)的不同流動模式對藥物的溶出會有不同的影響,常用流速為4、8和16mL·min-1,其攪拌作用不僅與介質(zhì)流速有關(guān),而且受流通池規(guī)格的影響。

 

2.4  研究設(shè)計

 

2.4.1  溶出實驗的時間

 

對于速釋制劑,溶出實驗的時間通常為30～60min。建立的溶出方法,應(yīng)以10min或更短的間隔取樣,設(shè)置足夠多的取樣時間點來充分描述溶出曲線的上升和平臺階段。緩控釋制劑的情況類似于速釋制劑,但釋放時間更長(8～24h)。

 

遲釋制劑通常需要相繼在酸性介質(zhì)(0.1mol·L-1HCl)和pH6.8緩沖介質(zhì)中進行釋放研究。酸性階段的時間通常是2h,在緩沖介質(zhì)中釋放時間類似于速釋制劑。

 

總之,溶出實驗應(yīng)至少持續(xù)至藥物溶出/釋放基本完全。

 

2.4.2  觀察

 

通過繪圖、拍攝照片或視頻來記錄藥物制劑的崩解和溶出過程是非常必要的,對于崩解和溶出行為的宏觀觀察可以指示藥品處方或制劑工藝的變化,這對于建立溶出方法和處方工藝的優(yōu)化非常重要。

 

2.4.3  采樣方式和數(shù)據(jù)處理

 

建立溶出方法,對于取樣方式應(yīng)作規(guī)定。當(dāng)攪拌速度非常慢時,如籃法50r·min-1,應(yīng)在溶出儀器中同一位置采樣,避免可能存在的濃度梯度帶來實驗誤差,取樣位置不能過分靠近轉(zhuǎn)軸或容器壁。

 

由于溶出模式不同,溶出數(shù)據(jù)分為累積溶出數(shù)據(jù)和微分溶出數(shù)據(jù),其中累積溶出數(shù)據(jù)較為常見,而對于流通池法開放式工作模式得到的微分溶出數(shù)據(jù),可用積分法將其轉(zhuǎn)換為累積數(shù)據(jù)形式,以便溶出曲線的統(tǒng)計學(xué)比較。

 

3  樣品分析和操作自動化評估

 

3.1  樣品分析

 

溶出樣品處理和檢測是溶出實驗中的一個重要環(huán)節(jié)。過濾或離心操作可除去樣品中未溶出的制劑微粒,避免其繼續(xù)溶出造成實驗偏差。

 

一般不采用離心法,因為離心處理可能使樣品的上清液形成濃度梯度或pH梯度,導(dǎo)致檢測不準(zhǔn);離心作用提供的能量也會使未溶出的藥物顆粒溶解量急劇增加。樣品檢測作為溶出實驗的一部分,需對其摸索和優(yōu)化以提高準(zhǔn)確性。

 

Vignaduzzo等采用響應(yīng)面分析法(RSM)摸索了流速、pH和有機相比例等色譜條件對高效液相(HPLC)法分離效能的影響,確定了阿苯達唑−吡喹酮復(fù)方片溶出樣品HPLC檢測的最佳條件。

 

3.2  實驗自動化評估

 

目前溶出實驗的多個環(huán)節(jié)都可以實現(xiàn)自動化,包括自動定時取樣、樣品處理、樣品檢測、設(shè)備清洗及溶出數(shù)據(jù)計算等。

 

溶出儀器和實驗過程的自動化雖然減少了實驗者的工作量,但儀器性能可靠性的問題可能會引入新誤差。

 

4  溶出方法的驗證

 

建立一種溶出方法后需要進行驗證,主要包括對樣品分析方法和溶出過程的驗證,為其用于日常檢驗提供依據(jù)。

 

樣品分析方法的驗證包括方法的專屬性、線性和范圍、精密度、準(zhǔn)確性/回收率、耐用性以及溶出樣本和標(biāo)準(zhǔn)樣品的穩(wěn)定性考察等;溶出過程的驗證包括對其區(qū)分性和耐用性的評價。

 

具有良好區(qū)分性的溶出方法對藥物關(guān)鍵質(zhì)量屬性的變化有較高的敏感度。一種可行的方法是通過制備兩批體外溶出行為不同的制劑樣品,進行體內(nèi)測試,如果兩批樣品顯示了不同的體內(nèi)行為,則可認(rèn)為體外溶出方法得到了驗證。

 

對溶出方法耐用性的評價,應(yīng)考察溶出介質(zhì)的組成(緩沖鹽或表面活性劑、pH、溶解氣含量)及體積、攪拌速率、采樣時間和溫度等因素發(fā)生微小變化對溶出結(jié)果的干擾,該驗證是采用質(zhì)量良好的制劑產(chǎn)品(具有良好的含量均勻性和較為一致的溶出特性)完成。

 

Abualhasan等建立了蘆丁片體外溶出方法,通過變更溶出介質(zhì)的pH、樣品檢測的紫外吸收波長和不同實驗人員3種因素,應(yīng)用方差分析法進行統(tǒng)計學(xué)檢驗,驗證了新溶出方法的耐用性。

 

該驗證有助于確定溶出方法中上述可變因素必須控制的范圍。

 

5  溶出度標(biāo)準(zhǔn)的確立

 

根據(jù)關(guān)鍵生物利用度實驗和/或生物等效性實驗批次樣品的溶出數(shù)據(jù)及藥品研發(fā)過程中的經(jīng)驗,兼顧統(tǒng)計學(xué)處理的需要,制定溶出/釋放度檢査方法和標(biāo)準(zhǔn),溶出度標(biāo)準(zhǔn)需具有一定體內(nèi)相關(guān)性。

 

藥物溶出實驗結(jié)果被認(rèn)為是與關(guān)鍵臨床試驗批次質(zhì)量特性的“鏈接”。

 

當(dāng)處方和生產(chǎn)過程發(fā)生某些變化而顯著影響藥物的溶出行為,最終影響體內(nèi)生物利用度時,溶出實驗和其驗收標(biāo)準(zhǔn)要能反映和區(qū)分這些變化。

 

響應(yīng)面分析法是確定關(guān)鍵生產(chǎn)變量(CMV)與體外溶出曲線及體內(nèi)生物利用度數(shù)據(jù)效應(yīng)面之間相關(guān)關(guān)系的研究方法。

 

關(guān)鍵生產(chǎn)變量包括可顯著影響制劑體外溶出的制劑處方、工藝、設(shè)備、原材料和方法等。

 

通過調(diào)節(jié)不同的關(guān)鍵生產(chǎn)變量,制備兩個或多個樣品制劑,并研究其體外溶出特征;再對具有最快和最慢溶出度特征的樣品與標(biāo)準(zhǔn)制劑進行體內(nèi)對比實驗;最后測定和分析這些受試樣品的生物利用度及體內(nèi)外關(guān)系,該方法可有效地研究CMV對藥品性能的影響,為溶出度限度的合理制定提供依據(jù)。

 

雖然美國食品藥品監(jiān)督管理局推薦用響應(yīng)面分析法制定溶出度標(biāo)準(zhǔn),但此方法的相關(guān)研究和應(yīng)用卻很少。

 

5.1  速釋制劑

 

對于速釋制劑,通過對完整溶出曲線的分析,合理簡化后確立溶出實驗時間和驗收標(biāo)準(zhǔn)。速釋制劑的溶出度檢測包括單點檢測和多點檢測。

 

單點檢測:可作為常規(guī)的質(zhì)量控制方法,適用于快速溶出的高溶解性藥物制劑,如ChP關(guān)于對乙酰氨基酚片的溶出檢查,僅設(shè)置了30min一個取樣點,要求溶出量為80%;兩點或多點檢測:這種方法能反映制劑的溶出特征,可作為某些水溶性差且溶出緩慢的藥物制劑常規(guī)質(zhì)量控制方法,如USP關(guān)于卡馬西平片的溶出方法,分別設(shè)置15和60min兩個取樣點,要求15min溶出量在45%～75%、60min時不低于75%。

 

5.2  遲釋制劑

 

腸溶包衣劑是最常見的遲釋制劑。前文已提及遲釋制劑的溶出實驗分為兩階段,每一階段都有相應(yīng)的驗收標(biāo)準(zhǔn),通常至少應(yīng)設(shè)置兩個取樣點。

 

酸性介質(zhì)中的檢測為確保腸溶涂層的正常性能,以保證在酸性環(huán)境下,藥物不發(fā)生明顯的釋放;在pH6.8緩沖介質(zhì)中釋放標(biāo)準(zhǔn)類似于速釋制劑。

 

5.3  緩控釋制劑

 

緩釋制劑的溶出度測試通常持續(xù)時間更長,一般至少應(yīng)設(shè)置3個取樣時間點。

 

申報藥物審批時可能需要更多的取樣點。較早的時間點被用來檢測和防止藥物的劑量傾瀉效應(yīng);中間時間點包含一個溶出率范圍(溶出窗),用來表征制劑的體外釋藥特性;最后的時間點用來顯示藥物基本釋放完全。

 

而控釋制劑除以上3點外,還應(yīng)至少增加2個取樣點,其釋放度范圍應(yīng)小于緩釋制劑,即對其釋藥特性有更嚴(yán)格的要求。

 

對于該類制劑,若能獲取人體生物利用度數(shù)據(jù),可通過構(gòu)建IVIVC來確立溶出度標(biāo)準(zhǔn)。

 

5.4  多種溶出條件的檢測

 

根據(jù)藥物的治療窗、溶解性及滲透性的不同,對體外溶出度實驗條件的要求也不同。

 

對于某些特殊藥品,需要在多種條件下進行溶出考察,以有效地表征和控制藥物溶出/釋放特性,確保藥品質(zhì)量和用藥安全性。

 

例如,USP關(guān)于鹽酸羥考酮緩釋片列出了兩種溶出測試,各有3～4個取樣時間點。

 

還有很多關(guān)于速釋制劑和遲釋制劑多重溶出檢測的例子,例如,USP關(guān)于左甲狀腺素鈉片和泮托拉唑鈉遲釋片提出了4種溶出測試。